Введение к работе
Актуальность работы. На протяжении многовековой истории население Афганистана постоянно испытывает недостаток воды для питьевых и сельскохозяйственных нужд. Перспективным планом развития гидроэнергетических систем ранее предусматривалось строительство гидроузлов с емкими водохранилищами (Наглу, Кад-жаки. Сарде, Махипар, Сароби и другие). Планировалось строительство новых и расширение сети существующих водопроводов, внедрение эффективных методов водоподготовки, в частности в сельскохозяйственном секторе. Часто единственным источником водоснабжения в сельской местности являются поверхностные водоемы, вода которых требует очистки. Реагентные методы осветления воды не могут быть рекомендованы в силу многих причин (отсутствие квалифицированного персонала, труднодоступность многих населенных пунктов, сложность и дороговизна доставки реагентов и пр.). В этой связи большое значение приобретают безреагентные методы водоподготовки, в частности, с применением медленных фильтров.
Цель работы - изучение процесса формирования вторичной пористой структуры в объеме зернистой загрузки при осветлении мутных вод фильтрованием для разработки методов прогнозирования удержания взвеси в фильтрующем слое и ее проносе вглубь загрузки.
Научная новизна. В соответствии с современными представлениями о захвате и удержании взвеси в фильтрующем слое развит метод статистической обработки экспериментальных данных по фильтрационному осветлению мутных вод; на основе экспериментальных данных установлен характер формирования вторичной пористой структуры в первичной пористой среде - зернистой загрузке: образование «лобового» слоя; прослежена эволюция этого слоя во времени и в пространстве - вдоль потока фильтрации; экспериментальные результаты и результаты статистической обработки сопос-
тавлены с данными анализа мутности воды; выявлен ряд корреляций и закономерностей.
Практическая ценность. Разработан метод статистического анализа экспериментальных данных для процесса фильтрования, позволяющий по гранулометрическому составу оценить (1) пригодность естественных грунтов в качестве загрузки медленных фильтров, т.е. исключив технологическую стадию подготовки однородной зернистой загрузки, и (2) пронос загрязнений в толщу загрузки для различных параметров эксплуатации: удельный расход воды, суммарный напор на всем фильтрующем слое, прирост потерь напора по слоям.
На защиту выносится: (1) анализ современных воззрений на процесс фильтрования воды с целью осветления и возможностей теоретического описания процесса в критической области параметров; (2) экспериментальные результаты изучения процесса фильтрования мутных вод; (3) статистический метод обработки результатов эксперимента и описание вторичной пористой структуры, образующейся в результате отложения загрязнений; (4) алгоритм оценки естественных грунтов для их использования в качестве загрузки .медленных фильтров без технологической операции разделения на фракции.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях Московского государственного университета природообустройства в 1993-97 годах.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 1 обзор и 2 статьи.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы (86 наим.) и приложения; изложена на 156 страницах: 108 страниц машинописного текста, 20 рисунков и 10 таблиц.
